初中物理实验设计及答案.doc

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初中物理实验设计及答案

一、《天平量筒法》

例题：

有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。

分析：

用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。

实验原理：

实验器材：

天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块

实验步骤：

（1）用调节好的天平，测出石块的质量m；

（2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1

（3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，

（排水法）测出总体积V2；

实验结论：

二、《助沉法》

例题有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。

分析：

用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。

实验原理：

实验器材：

天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。

实验步骤：

（1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；

（2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块

用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水

和石块的体积V1

（3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。

（助沉法）测出

水、石块、蜡块的体积总体积V2；

实验结论：

注意：

物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。

例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。

四、《弹簧测力计法》也可称（双提法）-----测固体密度

【例题】张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤

分析与解：

这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。

阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。

它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。

实验原理：

阿基米德原理

实验器材：

一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。

实验步骤：

（1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水；

（2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；

（3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。

实验结论：

ρ金＝

注意：

利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。

因此简称为双提法。

这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。

密度的表达式推导过程如下：

F浮＝G－F拉

V金＝ρ金＝

《弹簧测力计法》（也可称三提法）------------测液体密度

49．（05年试题）小东同学想测出液体B的密度，他手边只有：

一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。

小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤，但不完整。

请你将小东的实验步骤补充完整：

（1）用细线系住小石块，将适量的水与液体B分

别倒入两个烧杯中；

（2）；

（3）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的

拉力F；

（4）。

请根据小东测量的物理量表示出液体B的密

度：

ρB＝。

分析与解：

上面的例题是用弹簧测力计，测不溶于水且密度大于水的固体的密度。

如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中，就可以测出未知液体的密度。

这就是所谓的“三提法”。

这道题已经将实验器材以及部分实验步骤写出。

应补充的步骤为：

（2）用弹簧测力计测出小石块受到的重力G

（4）用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F＇

实验结果：

液体B的密度：

ρB＝

【例题】设计两种测量牛奶密度的方法，所需器材请在以下提供的器材中选择。

器材：

天平（含砝码）、刻度尺、两端开口的直玻璃管（一端扎有橡皮膜）、烧杯（无刻度）、适量的水、足量的牛奶、细线。

五、《等压强法》

实验器材：

刻度尺、两端开口的直玻璃管（一端扎有橡皮膜）、烧杯（无刻度）、适量的水、足量的牛奶、细线。

实验步骤：

1.烧杯中倒入适量的水；

2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中，让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上，如图甲，用刻度尺测出牛奶的高度h牛；

3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中，观察橡皮膜的凹陷程度，直到橡皮膜呈水平状态时为止。

用刻度尺测出橡皮膜到水面的高度h水，如图乙。

实验结果：

当橡皮膜呈水平状态时，牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强。

即p牛＝p水ρ牛gh牛＝ρ水gh水牛奶的密度：

ρ牛＝

h牛

h水

图甲

图乙

六、《等体积法》

实验器材：

天平（含砝码）、刻度尺、烧杯（无刻度）、适量的水、足量的牛奶、细线。

实验步骤：

1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m0；

2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m1，用刻度尺量出水面达到的高度h（或用细线标出水面的位置）；

3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。

实验结果：

∵因为水和牛奶的体积相等，

V牛＝V水

∴

注意：

实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。

我们称之等体积法。

七、《等质量法》

实验器材：

天平、刻度尺、两个相同的烧杯（无刻度）、适量的水、足量的牛奶、滴管。

实验步骤：

（1）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上；

（2）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，直至天平再次平衡为止；

（3）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高度h水和牛奶液面达到的高度h牛。

实验结果：

∵因为水和牛奶的质量相等，

m牛＝m水

∴ρ牛V牛＝ρ水V水

ρ牛h牛S＝ρ水h水S

ρ牛h牛＝ρ水h水即ρ牛＝

注意：

这道题给出天平，但不含码，就没有办法测出水和牛奶的质量值。

可以利用刻度尺测出水和牛奶的高度，计算出牛奶的密度。

这种方法，我们称之为等质量法。

八、《杠杆法》

例题8（2006年北京市中考试题）小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的测量工具只有刻度尺。

小东利用身边的器材设计出一个实验方案。

首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示。

下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。

（1）用刻度尺测出OE的长度Lo；

（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E

处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；

（3）；

（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：

。

注意：

1.利用杠杆平衡条件测密度。

2.利用杠杆平衡条件测液体密度，通常我们把这种测密度的杠杆，称之为“密度秤”。

例题9在课外小组里，肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的“密度秤”。

把细绳系在木棍的重心O处并把木棍挂起，M和N是两个铁块。

当M在A点，N在B点时，木棍如图所示平衡。

把M浸没在水中，N移至C点时，木棍再次水平平衡。

把M浸没在某种液体中，N移至D点时，木棍又处于水平平衡。

可知被测液体的密度________水的密度（填：

“大于”、“小于”或“等于”）。

本题答案：

大于。

九、《一漂一沉法》

15．小红家有一个空心的废牙膏皮，学习了密度知识后，想利用量筒和水测定牙膏皮的密度，请你帮她完成下列任务。

（1）写出实验步骤；

（2）用所测量出的物理量写出牙膏皮密度的表达式。

【中】

分析：

（1）实验步骤：

①在量筒内倒入适量的水，记下量筒的示数为V0；

②使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒的示数为V1；

③将空牙膏皮卷成团，把空气排除，浸没在量筒的水中，记下量筒中的水示数为V2。

（2）牙膏皮密度的表达式：

分析与解：

这道题运用的实验原理：

物体的漂浮条件。

所谓“一漂一沉法”，即“一漂”：

当物体漂浮在液面静止时，它受到的浮力等于重力。

利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量；“一沉”：

利用物体沉没在水中，找到体积，则物体的密度就可以测得。

例题如图在盛有水的量筒中放一个木块，水面所对量筒的示数为V1，如图甲；若在木块上一石块后木块仍漂浮，此时水面所对量筒的示数为V2，如图乙；若将石块从木块上拿下放入水中，水面所对量筒的示数为V3，如图丙。

求：

石块的密度。

木块

石

石

V2

V3

图甲

图乙

图丙

木块

木块

V1

4．测定组成实心金属球金属的密度。

如图14所示，杠杆的重力忽略不计，

请你将下列实验步骤补充完整。

A

水

O

B

C

（1）将金属球挂在杠杆的A段，将钩码悬挂在B点，杠杆在水平位置平衡。

（2）将金属球没入水中，此时将钩码移动到C点，杠杆仍在水平位置平衡。

（3）用刻度尺测量AO的长度为L1；

（4），；

（5）金属密度的表达式为。

（3分）

6．小明家买的某种品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量这种牛奶的密度。

他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝（体积不计），做成了一支“密度计”。

小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺。

请你按照小明的实验思路，将实验步骤补充完整。

（1）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；

（2）将“密度计”放入盛水的容器中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出密度计露出水面的高度h水；

（3）；

（4）已知水的密度为ρ水，利用上述测量出的物理量和已知量计算牛奶密度的表达式

为：

。

9.测量某种液体的密度。

（1）把天平放在水平桌面上，将游码移至零刻度处，发现指针偏向分度盘的